DE10060284A1 - Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensytem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall - Google Patents
Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensytem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im QuenchfallInfo
- Publication number
- DE10060284A1 DE10060284A1 DE10060284A DE10060284A DE10060284A1 DE 10060284 A1 DE10060284 A1 DE 10060284A1 DE 10060284 A DE10060284 A DE 10060284A DE 10060284 A DE10060284 A DE 10060284A DE 10060284 A1 DE10060284 A1 DE 10060284A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coil system
- magnet arrangement
- current path
- additional current
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/42—Screening
- G01R33/421—Screening of main or gradient magnetic field
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
- G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Eine Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten, supraleitenden Magnetspulensystem (M) und mit einer Mehrzahl von Schutzelementen (R1, ..., Rl) zum Schutz im Falle eines Quenchs, wobei das supraleitende Magnetspulensystem (M) ein radial inneres Teilspulensystem (C1) und ein radial äußeres Teilspulensystem (C2) umfasst, welche elektrisch in Serie zusammengeschaltet und zueinander koaxial angeordnet sind und je ein Magnetfeld mit entgegengesetzter Richtung erzeugen, wobei der supraleitende Strompfad des Magnetspulensystems (M) in mehrere Abschnitte (A1, .., An) unterteilt ist, welche mit jeweils mindestens einem der Schutzelemente (R1, ..., Rl) elektrisch parallel geschaltet sind, und wobei mindestens einer dieser Abschnitte (A1, ..., An) sowohl Windungen des radial inneren Teilspulensystems (C1) als auch Windungen des radial äußeren Teilspulensystems (C2) umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzlicher, in sich geschlossener Strompfad (C3) vorgesehen ist, welcher eine nicht verschwindende Flächenwindungszahl und mit mindestens einem Abschnitt (Ai) eine von Null verschiedene induktive Kopplung L¶AiÛC3¶ aufweist. Dadurch kann - insbesondere durch Wahl der Dimensionierung des zusätzlichen Strompfades (C3) - erreicht werden, dass im Falle eines Quenchs des Magnetspulensystems (M) keine Überhöhung des Streufeldes der Magnetanordnung auftritt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten,
supraleitenden Magnetspulensystem zur Erzeugung eines Magnetfeldes in
Richtung einer z-Achse in einem auf der z-Achse um z = 0 angeordneten
Arbeitsvolumen und mit einer Mehrzahl von Schutzelementen zum Schutz des
supraleitenden Magnetspulensystems im Falle eines Zusammenbruchs der
Supraleitung im Magnetspulensystem (= Quench), wobei das supraleitende
Magnetspulensystem ein radial inneres Teilspulensystem und ein radial äußeres
Teilspulensystem umfasst, welche elektrisch in Serie zusammengeschaltet und
zueinander koaxial angeordnet sind und im Arbeitsvolumen je ein Magnetfeld mit
entgegengesetzter Richtung entlang der z-Achse erzeugen, wobei der
supraleitende Strompfad des Magnetspulensystems in mehrere Abschnitte
unterteilt ist, welche mit jeweils mindestens einem der Schutzelemente elektrisch
parallel geschaltet sind, wobei mindestens einer dieser Abschnitte sowohl
Windungen des radial inneren Teilspulensystems als auch Windungen des radial
äußeren Teilspulensystems umfasst.
Eine Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten Magnetspulensystem mit
einem radial inneren und einem radial äußeren Teilspulensystem, wobei das
Magnetspulensystem in mehrere Abschnitte unterteilt ist, die jeweils aus
Windungen des inneren und Windungen des äußeren Teilspulensystems
bestehen, derart, dass das Dipolmoment eines jeden dieser Abschnitte praktisch
Null beträgt und jeder der Abschnitte mit einem Schutzelement parallel
geschaltet ist, ist bekannt aus der US-A 5'644'233.
Das Einsatzgebiet von supraleitenden Magneten umfasst verschiedene
Anwendungsfelder. Dazu gehören insbesondere Hochfeldanwendungen,
beispielsweise für Magnetresonanzverfahren. Solche Hochfeldmagneten
erzeugen typischerweise auch ein beträchtliches Streufeld, was für die
Umgebung des Magneten ein Gefahrenpotential darstellt. Diesem Problem kann
begegnet werden, indem der Magnet mit einer aktiven Abschirmung ausgerüstet
wird, also mit einer zusätzlichen supraleitenden Spule, welche mit der
Hauptspule des Magneten in Serie geschaltet ist, aber ein Feld mit
entgegengesetzter Polarität erzeugt.
Neben den starken Streufeldern stellt auch die Gefahr eines plötzlichen
Zusammenbruchs der Supraleitung (= Quench) ein Problem bei supraleitenden
Hochfeldmagneten dar. Um den supraleitenden Draht des Magneten im Falle
eines Quenchs vor Überhitzung und Zerstörung zu schützen, besitzen
supraleitende Magneten im Allgemeinen eine Vorrichtung, welche den
Magnetstrom aus den im Verlaufe eines Quenchs resisitv gewordenen
Spulenabschnitten über Schutzelemente, beispielsweise Widerstände, ableitet.
Bei aktiv abgeschirmten Magneten kann eine solche Quenchschutzvorrichtung
nun zu folgendem Problem führen: Falls beispielsweise die Abschirmspule
gequencht hat, fließt der Strom aus der Abschirmung über die
parallelgeschalteten Schutzelemente ab, während in der Hauptspule im
Wesentlichen noch der ursprüngliche Magnetstrom fließt. Dies führt kurzfristig zu
einer massiven Überhöhung des Streufeldes der Magnetanordnung, verglichen
mit dem Streufeld im Betriebszustand.
In einer Anordnung gemäß US-A 5'644'233 wird das Problem einer möglichen
Streufeldüberhöhung während eines Quenchs dadurch behoben, dass die
Spulenabschnitte, welchen je ein gemeinsames Schutzelement parallelgeschaltet
ist, jeweils aus Teilen der Hauptspule und der Abschirmspule zusammengesetzt
werden, derart, dass das Dipolmoment jedes dieser Abschnitte im
Betriebszustand klein ist. Falls in einem solchen Abschnitt ein Quench ausbricht
und dadurch der Strom lokal reduziert wird, ändert sich daher das Dipolmoment
der Magnetanordnung höchstens geringfügig, weshalb sich auch das Streufeld
nicht wesentlich erhöhen kann.
Eine solche Lösung, bei welcher sämtliche mit Schutzelementen überbrückten
Spulenabschnitte ein verschwindendes Dipolmoment aufweisen, ist
insbesondere bei Hochfeldmagneten nicht immer zu verwirklichen. Dies vor allem
aus zwei Gründen: Erstens muss für jeden Abschnitt eine supraleitende
Verbindung zwischen den Anteilen aus der Hauptspule und den
Abschirmungsanteilen gelegt werden, was bei einer feinen Unterteilung des
Magneten in viele Abschnitte produktionstechnisch schwierig ist. Zweitens
können die Hauptspulen- und Abschirmungsanteile hinsichtlich ihres
Dipolmomentes nicht beliebig genau aufeinander abgestimmt werden, weil
Anfang und Ende der Abschnitte nicht inmitten eines Wickelpakets liegen
können, sondern nur am Ende einer ganzen Spulenlage. Somit ist in typischen
Hochfeldmagneten nicht zu vermeiden, dass einige der, mit Schutzelementen
überbrückten, Abschnitte ein erheblich von Null verschiedenes Dipolmoment
aufweisen, was im Falle eines Quenchs in einem dieser Abschnitte zu einer
deutlichen Änderung des Streufeldes der Magnetanordnung führen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, in einer
Magnetanordnung, in welcher nicht alle, mit einem Schutzelement überbrückten,
Abschnitte ein verschwindendes Dipolmoment aufweisen, die Gefahr einer
Überhöhung des Streufeldes im Falle eines Quenches der Magnetanordnung
wesentlich zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein
zusätzlicher, in sich geschlossener Strompfad vorgesehen ist, welcher eine nicht
verschwindende Flächenwindungszahl und mit mindestens einem Abschnitt Ai
eine von Null verschiedene induktive Kopplung LAi ↔ C3 aufweist, insbesondere
derart, dass der Kopplungskoeffizient
größer als 0.01 ist, wobei LAi beziehungsweise LC3 die Eigeninduktivitäten des
Abschnitts Ai beziehungsweise des zusätzlichen Strompfades C3 bezeichnen.
Einerseits wird das Dipolmoment der Abschnitte, welche mit einem
Schutzelement überbrückt werden, durch Kombination von Spulenanteilen aus
der Hauptspule und der Abschirmspule so weit wie möglich reduziert.
Andererseits ist ein zusätzlicher, vom Magnetspulensystem getrennter,
Strompfad mit nicht verschwindender Flächenwindungszahl vorgesehen, welcher
mit mindestens einem jener Abschnitte, deren Dipolmoment deutlich von Null
verschieden ist, eine induktive Kopplung aufweist. Im Falle eines Quenchs in
einem dieser Abschnitte wird so im zusätzlichen Strompfad ein Strom induziert,
welcher die im Verlaufe des Quenchs auftretende Veränderung des
Dipolmomentes der Magnetanordnung kompensiert und somit das Streufeld
während des Quenchprozesses weitgehend konstant hält oder sogar zusätzlich
reduziert.
Der Vorteil einer erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass bei der
Bildung der, mit einem Schutzelement überbrückten, Abschnitte die Forderung
nach einem verschwindenden Dipolmoment der Abschnitte nicht mehr
notwendigerweise vollständig erfüllt werden muss, und dass dennoch ein guter
Schutz vor Streufeldüberhöhungen während eines Quenchs der
Magnetanordnung gewährleistet ist. Dadurch wird die Auslegung der
Quenchschutzvorrichtung flexibler und sie kann beispielsweise
produktionsfreundlicher ausgelegt oder für einen optimalen Schutz der Spule vor
Überhitzung während eines Quenchs dimensioniert werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung, bei der das radial innere und äußere Teilspulensystem
näherungsweise entgegengesetzt gleich große magnetische Dipolmomente
aufweisen. Eine solche Magnetanordnung ist optimal magnetisch abgeschirmt,
d. h. sie besitzt aufgrund des im Wesentlichen verschwindenden magnetischen
Dipolmomentes des Gesamtsystems ein sehr kleines Streufeld. In einer solchen
Anordnung wäre es besonders schwierig, allein durch geeignete Wahl der, durch
ein Schutzelement überbrückten, Abschnitte die niedrigen Streufeldwerte auch
während eines Quenchs aufrecht zu erhalten.
Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung, bei der die Magnetanordnung Teil einer Apparatur zur
hochauflösenden Magnetresonanzspektroskopie ist. Da für solche
Magnetanordnungen das radial innere Teilspulensystem aufgrund der benötigten
hohen Feldstärken im Allgemeinen ein sehr großes Dipolmoment aufweist, bringt
der Einsatz aktiv abgeschirmter Magnetsysteme hier einen besonders großen
Gewinn. In einer erfindungsgemäßen Anordnung ist gewährleistet, dass auch im
Falle eines Quenchs des Magnetspulensystems keine Streufeldüberhöhung
auftritt, da eine solche aufgrund des typischerweise großen Dipolmomentes der
Hauptspule in diesem Fall besonders unerwünscht wäre.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung wird der zusätzliche Strompfad durch ein zusätzliches,
elektrisch vom Magnetspulensystem getrenntes und zu diesem koaxial
angeordnetes, Spulensystem gebildet. Die Wahl eines zusätzlichen
Spulensystems erlaubt eine maximale Flexibilität in der Dimensionierung des
zusätzlichen Strompfades, wodurch sich ein optimaler Schutz vor einer
Streufeldüberhöhung im Falle eines Quenches des Magnetspulensystems
erreichen lässt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der zusätzliche Strompfad
aus einem, mit einem Zusatzschalter überbrückten, Teil des
Magnetspulensystems besteht. Dies erlaubt einen Schutz vor
Streufeldüberhöhung im Quenchfall ohne großen Produktionsaufwand.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung, bei der der zusätzliche Strompfad einen kleinen Ohmschen
Widerstand R3 besitzt, vorzugsweise derart, dass die Zeitkonstante des
zusätzlichen Strompfades LC3/R3 mehr als eine Sekunde beträgt, - wobei LC3 die
Eigeninduktivität des zusätzlichen Strompfades ist. Dies gewährleistet, dass sich
ein allfällig im zusätzlichen Strompfad induzierter Strom langsam wieder abbaut,
die Zeitkonstante dieses Abbaus jedoch viel größer als die typische
Zeitkonstante eines Quenchs des Magnetspulensystems ist und somit während
des Quenchs die Kompensation des durch den Quench veränderten
magnetischen Dipolmoments gewährleistet bleibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung ist der zusätzliche Strompfad supraleitend. Der Vorteil dieser
Variante besteht darin, dass die während eines Quenchs induzierten Ströme
nicht abgebaut werden, bevor die ganze Magnetanordnung durchgequencht hat.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung, bei der der zusätzliche Strompfad eine Vorrichtung zur
Begrenzung des in ihm induzierten Stromes aufweist. Dies verhindert, dass unter
Umständen ein derart großer Strom in den zusätzlichen Strompfad induziert wird,
dass dieser beschädigt werden könnte.
Drei weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass der zusätzliche Strompfad
Teil einer Vorrichtung ist, welche der Magnetanordnung zusätzliche Funktionalität
verleiht. Diese zusätzliche Funktionalität kann insbesondere eine
Driftkompensation des magnetischen Feldes der Magnetanordnung im
Arbeitsvolumen, eine Shim-Vorrichtung oder eine Kompensation von externen
magnetischen Feldfluktuationen sein. Der Vorteil dieser Ausführungsformen liegt
darin, dass durch diese Doppelfunktionalität die gesamte Magnetanordnung
kompakter gestaltet werden kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der zusätzliche Strompfad
vom Magnetspulensystem induktiv entkoppelt ist. Dies hat den Vorteil, dass beim
Laden oder Entladen des Magnetspulensystems kein Strom in den zusätzlichen
Strompfad induziert wird, und dass nach einem Quench des
Magnetspulensystems kein Reststrom im zusätzlichen Strompfad fließt auch
dann, wenn der zusätzliche Strompfad supraleitend ist.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens einer der
Abschnitte, welche mit dem zusätzlichen Strompfad eine wesentlich von Null
verschiedene induktive Kopplung aufweisen, außerdem ein wesentlich von Null
verschiedenes magnetisches Dipolmoment besitzt, und dass der Strom, welcher
im Falle eines Quenchs dieses Abschnitts im zusätzlichen Strompfad induziert
wird, ein magnetisches Dipolmoment erzeugt, welches im Wesentlichen
demjenigen entspricht, welches dieser Abschnitt vor dem Quench aufwies.
Dadurch wird gewährleistet, dass das magnetische Dipolmoment der
Magnetanordnung - und somit deren Streufeld - bei einem Quench in jenem
Abschnitt erhalten bleibt.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der obigen Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, dass der zusätzliche Strompfad supraleitend und von
mindestens einem der Abschnitte thermisch entkoppelt ist. Dies bewirkt, dass im
Falle eines Quenchs in diesem Abschnitt die an den zusätzlichen Strompfad
übertragene Wärmemenge klein ist.
Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, für welche die an den
zusätzlichen Strompfad übertragene Wärmemenge nicht mehr als fünfzig
Prozent derjenigen Wärmemenge beträgt, welche zur Auslösung eines Quenchs
im zusätzlichen Strompfad nötig ist. Diese Ausführungsform ist besonders
interessant für den Fall, dass der thermisch vom zusätzlichen Strompfad
entkoppelte Abschnitt ein nicht verschwindendes magnetisches Dipolmoment
besitzt, welches im Falle eines Quenches durch induktive Kopplung auf den
zusätzlichen Strompfad übertragen wird. In diesem Fall wird gewährleistet, dass
das vom zusätzlichen Strompfad erzeugte magnetische Dipolmoment nicht durch
einen aufgrund thermischer Kopplung mit dem quenchenden Abschnitt erzeugten
Quench des zusätzlichen Strompfades wieder verschwindet und so das Streufeld
der Magnetanordnung erhöht würde.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der zusätzliche Strompfad
supraleitend und mit mindestens einem der Abschnitte thermisch gekoppelt ist,
vorzugsweise derart, dass die im Falle eines Quenchs in diesem Abschnitt an
den zusätzliche Strompfad übertragene Wärmemenge mindestens dem
Doppelten derjenigen Wärmemenge entspricht, welche zur Auslösung eines
Quenchs im zusätzlichen Strompfad nötig ist. Diese Ausführungsform ist
besonders interessant für den Fall, dass der thermisch mit dem zusätzlichen
Strompfad gekoppelte Abschnitt ein verschwindendes magnetisches
Dipolmoment und mit dem zusätzlichen Strompfad eine im Wesentlichen
verschwindende induktive Kopplung besitzt. Dies stellt sicher, dass bei einem
vollständigen Quench des Magnetspulensystems auch der zusätzliche Strompfad
quencht und so die Magnetanordnung kein Streufeld mehr erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform zeichnet sich die Magnetanordnung dadurch
aus, dass mindestens einer der Abschnitte überwiegend aus Windungen des
radial inneren Teilspulensystems oder überwiegend aus Windungen des radial
äußeren Teilspulensystems besteht, insbesondere derart, dass dieser Abschnitt
nur aus Windungen entweder des radial inneren Teilspulensystems oder des
radial äußeren Teilspulensystems besteht. Der Vorteil dieser Ausführungsform
liegt darin, dass besonders empfindliche Abschnitte des Magnetspulensystems -
beispielsweise die radial innersten Windungen bei Hochfeldmagneten - optimal
geschützt werden können. Für solche Fälle ist meist die Bildung mehrerer kleiner
Abschnitte wünschenswert, welche ausschließlich Windungen des radial inneren
Teilspulensystems umfassen.
Eine weitere besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Magnetanordnung
zusätzlich eine passive Abschirmung aus magnetischem Material umfasst.
Dadurch kann eine allfällige Streufeldfluktuation während eines Quenchs
unterdrückt und so die streufeldreduzierende Wirkung der erfindungsgemäßen
Anordnung unterstützt werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die passive Abschirmung ein
integraler Bestandteil eines Kryostaten ist, in welchem sich das
Magnetspulensystem befindet. Durch den konstruktiven Miteinbezug der
passiven Abschirmung in den Kryostaten lässt sich die gesamte
Magnetanordnung kompakter gestalten.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die passive Abschirmung im
Betriebszustand des Magnetspulensystems nicht vollständig magnetisch
gesättigt ist. Dies gewährleistet, dass die noch mögliche zusätzliche
Magnetisierung der passiven Abschirmung eine bei einem Quench allfällig
auftretende Streufeldüberhöhung kompensieren kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die passive Abschirmung aus
ferromagnetischem Material, insbesondere aus Weicheisen, besteht. Durch die
hohe Permeabilität, hohe Sättigungsmagnetisierung, gute kommerzielle
Erhältlichkeit und den geringen Preis von Weicheisen kann so ein sehr
kostengünstiger und effektiver zusätzlicher Schutz vor einer Streufeldüberhöhung
während eines Quenchs der Magnetanordnung erreicht werden.
Vorteilhaft schließlich ist auch eine Ausführungsform, bei der die passive
Abschirmung radial weiter außen als die radial äußerste Windung des
Magnetspulensystems (M) angeordnet ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der
Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter
ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu
mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und
beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu
verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung
der Erfindung.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine radiale Hälfte der
erfindungsgemäßen Magnetanordnung; und
Fig. 2 ein Verdrahtungsschema einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung mit
den Spulenabschnitten A1, . . ., An und den dazu parallelgeschalteten
Schutzelementen R1, . . ., Rl.
Anhand der Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Magnetanordnung gezeigt,
welche um ein Arbeitsvolumen AV angeordnet ist und ein
Magnetspulensystem M mit einem radial inneren und einem radial äußeren,
koaxialen Teilspulensystem C1 und C2 sowie einen zusätzlichen Strompfad in
Form eines zusätzlichen Spulensystems C3 umfasst.
Fig. 2 zeigt schematisch die Verdrahtung einer erfindungsgemäßen
Magnetanordnöng, insbesondere die Unterteilung des Magnetspulensystems M
in mehrere Abschnitte A1, . . ., An und die diesen Abschnitten parallelgeschalteten
Schutzelemente R1, . . ., Rl sowie den zusätzlichen Strompfad C3 in der
Ausführungsform eines vom Magnetspulensystem M getrennten zusätzlichen
Spulensystems.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsformen einer
supraleitenden, aktiv abgeschirmten Magnetanordnung erläutert, welche im
Arbeitsvolumen AV je ein Magnetfeld der Stärke 9 Tesla erzeugen. Als
Supraleitermaterial wird Niob-Titan eingesetzt. Der Magnet wird in einem
Flüssighelium-Bad betrieben bei einer Temperatur von 4.2 Kelvin.
Die erste Magnetanordnung (im Weiteren Ausführungsform "V1" genannt)
umfasst ein Magnetspulensystem M mit einem radial inneren
Teilspulensystem C1 und einem radial äußeren Teilspulensystem C2. Hierbei
besteht C1 aus zwei konzentrischen, koaxialen Solenoidspulen C1a und C1b,
welche die gleiche Polarität aufweisen und C2 aus einer einzelnen, zu C1
konzentrisch und koaxial angeordneter Solenoidspule mit zu C1
entgegengesetzter Polarität. Bei der Ausführungsform V1 handelt es sich somit
um ein aktiv abgeschirmtes Magnetspulensystem. Der Magnetstrom für diese
Anordnung beträgt 81.8 Ampère, die freie Innenbohrung hat einen Durchmesser
von 70 Millimetern.
Mit der Variante V1 wird eine erfindungsgemäße Variante (im Weiteren "V2"
genannt) verglichen, welche neben dem Magnetspulensystem M einen
zusätzlichen Strompfad C3 in Form eines weiteren Spulensystems umfasst. Im
vorliegenden Beispiel ist das Magnetspulensystem M identisch mit demjenigen
der Variante V1 und C3 besteht aus einer zweilagigen Solenoidspule, welche
direkt auf die äußerste Lage von C2 gewickelt wurde. Diese zusätzliche
Solenoidspule ist vom Magnetsystem M induktiv entkoppelt und kann
beispielsweise auch als B0-Shim mit einer Stärke von 2.5 Millitesla pro Ampere
eingesetzt werden.
Tabelle 1 zeigt einen Vergleich der wichtigsten Merkmale der
Teilspulensysteme C1 (C1a und C1b), C2 und des zusätzlichen Strompfades C3.
In der Tabelle 1 bezeichnen:
ri den Innenradius der Solenoidspule,
ra den Außenradius der Solenoidspule,
L die Länge der Solenoidspule,
W die Anzahl Draht-Windungen auf jeder Lage der Solenoidspule,
N die Anzahl Drahtlagen der Solenoidspule.
ri den Innenradius der Solenoidspule,
ra den Außenradius der Solenoidspule,
L die Länge der Solenoidspule,
W die Anzahl Draht-Windungen auf jeder Lage der Solenoidspule,
N die Anzahl Drahtlagen der Solenoidspule.
Um die Magnetanordnungen V1 und V2 gegen allfällige Drahtbeschädigungen im
Falle eines Quenchs zu schützen, werden die Teilspulensysteme C1 und C2 in
Abschnitte unterteilt, welche mit einem Schutzelement überbrückt werden. Die
Stellen in den supraleitenden Spulensystemen, an welchen die Schutzelemente
mit dem Supraleiter kontaktiert werden, liegen dabei aus produktionstechnischen
Gründen mit Vorteil an jenem Spulenende, bei welchem sich auch die Ein- und
Ausgänge für den Supraleiterdraht befinden. So wird vermieden, dass die
Verbindungsdrähte zwischen Supraleiter und Schutzelementen auf komplizierte
Weise mitten aus dem Wickelpaket herausgeführt werden müssen. Dies
bedeutet aber, dass nur alle zwei Lagen eine Abschnittsunterteilung eingeführt
werden kann. Die Windungen der sechslagigen Abschirmspule C2 in den
Magnetanordnungen V1 und V2 können somit auf maximal drei verschiedene
Abschnitte verteilt werden.
Damit bei einem Quench gewährleistet ist, dass keine Streufeldüberhöhung
auftritt, müssen - wie in der US-A 5'644'233 gezeigt wird - die, mit
Schutzelementen überbrückten, Abschnitte je Windungen aus dem
Hauptspulensystem C9 und dem Abschirmspulensystem C2 umfassen, derart,
dass das Dipolmoment der einzelnen Abschnitte im Wesentlichen Null ist.
Gemäß diesem Stand der Technik könnten also in den Magnetanordnungen V1
und V2 maximal drei, mit Schutzelementen überbrückte, Spulenabschnitte
gebildet werden, weil die Abschirmspule C2 keine feinere Unterteilung zulässt.
Damit die Schutzvorrichtung ihre Funktion optimal erfüllen kann, ist aber eine
Spulenunterteilung in mehr Abschnitte wünschenswert. Je kleiner die mit
Schutzelementen überbrückten Abschnitte sind, desto geringer ist ihre
Eigeninduktivität und desto schneller kann sich ein Strom in einem gequenchten
Abschnitt abbauen, so dass die Gefahr einer lokalen Drahtbeschädigung durch
Überhitzung ("hot spot") minimiert werden kann.
Das Problem, dass eine Quenchschutzvorrichtung, welche - wie in der
US 5'644'233 - hinsichtlich der Verhinderung einer Streufeldüberhöhung im
Quenchfall optimiert ist, ihre Schutzfunktion nicht optimal erfüllt, weil die
Abschnittsunterteilung zu grob gewählt werden muss, ist symptomatisch für
supraleitende Hochfeldmagnete. Am Beispiel der Magnetanordnungen V1 und
V2 bedeutet dies, dass für einen optimalen Spulenschutz wesentlich mehr als
drei, mit Schutzelementen überbrückte, Abschnitte nötig sind, wohingegen dann
das Ziel der Streufeldunterdrückung im Falle eines Quenchs nicht mehr erfüllt ist,
weil nicht mehr alle Abschnitte aus Windungen der Hauptspule C1 und der
Abschirmspule C2 zusammengesetzt werden können. Anhand des Beispiels der
Magnetanordnungen V1 und V2 soll nun eine Abschnittsunterteilung gewählt
werden, bei welcher die Windungen der Teilspule C1b auf drei Abschnitte verteilt
werden, wobei jeder dieser Abschnitte auch je zwei Drahtlagen der
Abschirmspule C2 umfasst. Die Teilspule C1a bildet einen vierten Abschnitt,
welcher keine Windungen aus der Abschirmung C2 enthält (siehe Tabelle 2). Die
Wahl der Abschnittsunterteilung im Teilspulensystem C1b ergibt sich durch
Minimierung der Streufelder der drei Abschnitte. In der Praxis würde eins feinere
Spulenunterteilung bevorzugt, aber die Aufteilung auf insgesamt vier Abschnitte
ist eine einfache Anordnung, anhand welcher sich die Problematik der
Streufeldüberhöhung im Quenchfall und die erfindungsgemäße Lösung des
Problems bereits gut diskutieren lassen. Ohne weitere Maßnahmen (Variante V7)
birgt diese Anordnung die Gefahr einer massiven Streufeldüberhöhung, wenn in
der Teilspule C1b ein Quench ausbricht, welcher sich thermisch nicht sofort auf
die Teilspule C1a überträgt. In diesem Fall sieht man nämlich kurzfristig das volle
Streufeld der Teilspule C1a, welches - insbesondere aufgrund der
Stromüberhöhung in der Teilspule C1a im Falle eines Quenches in der
Teilspule C1b - wesentlich größer werden kann als das Streufeld der gesamten
Magnetanordnung im Betriebszustand.
Diese Gefahr ist in der erfindungsgemäßen Magnetanordnung V2 dadurch
gebannt, dass im zusätzlichen Strompfad C3 ein Strom induziert wird, welcher
das Streufeld der noch supraleitenden Teilspule C1a kompensiert. Das
Anbringen des zusätzlichen Strompfades C3 bewirkt also, dass die
Streufeldunterdrückung im Quenchfall gewährleistet bleibt, ohne dass dabei die
Schutzwirkung der Quenchschutzvorrichtung verschlechtert wird, was aufgrund
einer zu groben Abschnittsunterteilung mit einer Lösung gemäß dem zitierten
Stand der Technik unvermeidlich wäre.
Da der zusätzliche Strompfad C3 von der gesamten Magnetanordnung induktiv
entkoppelt ist, wird sich der in C3 induzierte Strom wieder vollständig abbauen,
sobald auch die Teilspule C1a noch gequencht hat. So wird sichergestellt, dass
nach dem vollständigen Durchquenchen des Magneten im zusätzlichen
Strompfad C3 kein Reststrom mehr fließt. Eine ähnliche Wirkung könnte
beispielsweise auch mit einem kleinen Widerstand im zusätzlichen Strompfad C3
oder mit einem Strombegrenzer erzielt werden.
Tabelle 2 zeigt die Unterteilung des Magnetspulensystems M in die vier
Abschnitte A1, . . ., A4.
Im Folgenden soll nun das erläuterte Verhalten der Magnetanordnungen V1
beziehungsweise V2 im Quenchfall anhand von zwei verschiedenen Szenarien
quantitativ beschrieben werden.
Zur Berechnung der im Falles eines Quenchs in den einzelnen Abschnitten
beziehungsweise in C3 induzierten Strömen benötigen wir die Induktivitätsmatrix
der beschriebenen Anordnung. Diese berechnet sich zu
wobei die Matrixelemente, welche Kopplungen mit C3 beschreiben, nur für die
Ausführungsform V2 relevant sind. Wie sich aus den obigen Werten erkennen
lässt, ist in der Ausführungsform V2 der Strompfad C3 vom
Magnetspulensystem M induktiv entkoppelt, mit den einzelnen Abschnitten weist
es jedoch eine relativ starke Kopplung auf. Da im Falle eines Quenches durch
den Zusammenbruch der Supraleitung in Teilen des Spulensystems der
Widerstand im jeweiligen Abschnitt stark ansteigt, wird praktisch der gesamte
Magnetstrom über die diesem Abschnitt parallelgeschalteten Schutzelemente
fließen. Für die Berechnung der maximal auftretenden Streufelder gilt es nun
insbesondere die drei Quenchszenarien zu betrachten, bei welchen jeweils eine
der drei Solenoidspulen C1a, C1b und C2 vollständig gequencht hat. Aufgrund
der Wahl der Abschnitte sind zwei dieser Fälle (C1b quencht oder C2 quencht)
identisch, da in beiden Fällen nur noch im Teilspulensystem C1a (und - falls
vorhanden - im zusätzlichen Spulensystem C3) Strom fließen kann.
Tabelle 3 zeigt einen Vergleich der maximalen Streufelder der zwei
Ausführungsformen V1 und V2 im Betriebszustand sowie für die zwei
verschiedenen Quench-Szenarien.
In der Tabelle 3 bezeichnen:
R5G den Abstand von der Magnetachse, ab welchem die Feldstärke von 0.5 Millitesla unterschritten wird,
B95 den maximalen Betrag der Feldstärke der Magnetanordnung auf einer koaxialen Zylinderfläche mit Radius 0.95 Meter.
R5G den Abstand von der Magnetachse, ab welchem die Feldstärke von 0.5 Millitesla unterschritten wird,
B95 den maximalen Betrag der Feldstärke der Magnetanordnung auf einer koaxialen Zylinderfläche mit Radius 0.95 Meter.
Der Bereich innerhalb des Abstandes R5G von der Magnetachse muss
typischerweise von magnetfeldempfindlichen Geräten und magnetischen
Materialien freigehalten werden. Im Betriebszustand der Magnetanordnungen V1
und V2 beträgt dieser Abstand 0.95 Meter. Es ist daher entscheidend, dass die
Feldstärke von 0.5 Millitesla in diesem Abstand von der Magnetachse auch im
Falle eines Quenchs der Magnetanordnung nicht überschritten wird. Diese
Forderung wird in der Ausführungsform V7 im Falle eines Quenchs in der
Solenoidspule C1b oder C2 nicht erfüllt. Das Streufeld kann dann bis auf das
Fünffache ansteigen und der Grenzwert von 0.5 Millitesla wir erst außerhalb
eines Abstandes von 1.65 Metern von der Magnetachse wieder unterschritten.
Demgegenüber tritt in der erfindungsgemäßen Variante V2 in keinem Fall eine
Streufelderhöhung auf.
Claims (21)
1. Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten, supraleitenden
Magnetspulensystem (M) zur Erzeugung eines Magnetfeldes in
Richtung einer z-Achse in einem auf der z-Achse um z = 0
angeordneten Arbeitsvolumen (AV) und mit einer Mehrzahl von
Schutzelementen (R1, . . ., Rl) zum Schutz des supraleitenden
Magnetspulensystems (M) im Falle eines Zusammenbruchs
(= Quench) der Supraleitung im Magnetspulensystem (M), wobei das
supraleitende Magnetspulensystem (M) ein radial inneres
Teilspulensystem (C1) und ein radial äußeres
Teilspulensystem (C2) umfasst, welche elektrisch in Serie
zusammengeschaltet und zueinander koaxial angeordnet sind und
im Arbeitsvolumen (AV) je ein Magnetfeld mit entgegengesetzter
Richtung entlang der z-Achse erzeugen, wobei der supraleitende
Strompfad des Magnetspulensystems (M) in mehrere
Abschnitte (A1, . . ., An) unterteilt ist, welche mit jeweils mindestens
einem der Schutzelemente (R1, . . ., Rl) elektrisch parallel geschaltet
sind, und wobei mindestens einer dieser Abschnitte (A1, . . ., An)
sowohl Windungen des radial inneren Teilspulensystems (C1) als
auch Windungen des radial äußeren Teilspulensystems (C2)
umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein zusätzlicher, in sich geschlossener Strompfad (C3)
vorgesehen ist, welcher eine nicht verschwindende
Flächenwindungszahl und mit mindestens einem Abschnitt Ai eine
von Null verschiedene induktive Kopplung LAi ↔ C3 aufweist,
insbesondere derart, dass der Kopplungskoeffizient
größer als 0.01 ist, wobei LAi die Eigeninduktivitäten des Abschnitts Ai und LC3 die Eigeninduktivität des zusätzlichen Strompfades (C3) bezeichnen.
größer als 0.01 ist, wobei LAi die Eigeninduktivitäten des Abschnitts Ai und LC3 die Eigeninduktivität des zusätzlichen Strompfades (C3) bezeichnen.
2. Magnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das radial innere Teilspulensystem (C1) und das radial äußere
Teilspulensystem (C2) näherungsweise entgegengesetzt gleich
große Dipolmomente aufweisen.
3. Magnetanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung Teil einer Apparatur
zur hochauflösenden Magnetresonanzspektroskopie ist.
4. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) aus
einem elektrisch vom Magnetspulensystem (M) getrennten und zu
diesem koaxial angeordneten Spulensystem besteht.
5. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) aus einem,
mit einem Zusatzschalter überbrückten, Teil des
Magnetenspulensystems (M) besteht.
6. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) einen
kleinen Ohmschen Widerstand R3 besitzt, vorzugsweise derart,
dass LC3/R3 ≧ 1 s.
7. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3)
supraleitend ist.
8. Magnetanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) eine
Vorrichtung zur Begrenzung des in ihm induzierten Stromes
aufweist.
9. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) Teil
einer Vorrichtung ist, welche in der Magnetanordnung als
Driftkompensation des magnetischen Feldes der Magnetanordnung
im Arbeitsvolumen wirkt.
10. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) Teil
eines Spulensystems ist, welches in der Magnetanordnung als
Shim-Vorrichtung wirkt.
11. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) Teil
einer Vorrichtung ist, welche in der Magnetanordnung zur
Kompensation von externen magnetischen Feldfluktuationen dient.
12. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3) vom
Magnetspulensystem (M) induktiv entkoppelt ist.
13. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der
Abschnitte (A1, . . ., An), welche mit dem zusätzlichen
Strompfad (C3) eine wesentlich von Null verschiedene induktive
Kopplung aufweisen, außerdem ein wesentlich von Null
verschiedenes magnetisches Dipolmoment besitzt, und dass der
Strom, welcher im Falle eines Quenchs dieses Abschnitts im
zusätzlichen Strompfad (C3) induziert wird, ein magnetisches
Dipolmoment erzeugt, welches im Wesentlichen demjenigen
entspricht, welches dieser Abschnitt vor dem Quench aufwies.
14. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3)
supraleitend und von mindestens einem der Abschnitte (A1, . . ., An)
thermisch entkoppelt ist, vorzugsweise derart, dass die im Falle
eines Quenchs in diesem Abschnitt an den zusätzlichen
Strompfad (C3) übertragene Wärmemenge nicht mehr als fünfzig
Prozent derjenigen Wärmemenge beträgt, welche zur Auslösung
eines Quenchs im zusätzlichen Strompfad (C3) nötig ist.
15. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Strompfad (C3)
supraleitend und mit mindestens einem der Abschnitte (A1, . . ., An)
thermisch gekoppelt ist, vorzugsweise derart, dass die im Falle
eines Quenchs in diesem Abschnitt an den zusätzlichen
Strompfad (C3) übertragene Wärmemenge mindestens dem
Doppelten derjenigen Wärmemenge entspricht, welche zur
Auslösung eines Quenchs im zusätzlichen Strompfad (C3) nötig ist.
16. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der
Abschnitte (A1, . . ., An) überwiegend aus Windungen des radial
inneren Teilspulensystems (C1) oder überwiegend aus Windungen
des radial äußeren Teilspulensystems (C2) besteht, insbesondere
derart, dass dieser Abschnitt nur aus Windungen entweder des
radial inneren Teilspulensystems (C1) oder des radial äußeren
Teilspulensystems (C2) besteht.
17. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung zusätzlich
eine passive Abschirmung aus magnetischem Material umfasst.
18. Magnetanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
dass die passive Abschirmung ein integraler Bestandteil eines
Kryostaten ist, in welchem sich das Magnetspulensystem (M)
befindet.
19. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die passive Abschirmung im Betriebszustand
nicht vollständig magnetisch gesättigt ist.
20. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass die passive Abschirmung aus
ferromagnetischem Material, insbesondere aus Weicheisen,
besteht.
21. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass die passive Abschirmung radial weiter außen
als die radial äußerste Windung des Magnetspulensystems (M)
angeordnet ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10060284A DE10060284C2 (de) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensytem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall |
EP01121214A EP1213591B1 (de) | 2000-12-05 | 2001-09-05 | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensystem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall |
DE50109746T DE50109746D1 (de) | 2000-12-05 | 2001-09-05 | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensystem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall |
US09/986,249 US6563316B2 (en) | 2000-12-05 | 2001-11-08 | Magnet arrangement comprising an actively shielded superconducting magnet coil system and an additional current path for stray field suppression in case of a quench |
JP2001371153A JP2002203713A (ja) | 2000-12-05 | 2001-12-05 | アクティブ・シールド超伝導磁石コイル系とクエンチの場合の浮遊磁場抑制のための付加的電流路を備えた磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10060284A DE10060284C2 (de) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensytem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10060284A1 true DE10060284A1 (de) | 2002-06-13 |
DE10060284C2 DE10060284C2 (de) | 2003-07-17 |
Family
ID=7665778
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10060284A Expired - Fee Related DE10060284C2 (de) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensytem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall |
DE50109746T Expired - Lifetime DE50109746D1 (de) | 2000-12-05 | 2001-09-05 | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensystem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE50109746T Expired - Lifetime DE50109746D1 (de) | 2000-12-05 | 2001-09-05 | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensystem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6563316B2 (de) |
EP (1) | EP1213591B1 (de) |
JP (1) | JP2002203713A (de) |
DE (2) | DE10060284C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004005744A1 (de) * | 2004-02-05 | 2005-08-25 | Bruker Biospin Gmbh | Driftkompensiertes supraleitendes Magnetsystem |
DE10227877B4 (de) * | 2002-06-22 | 2006-11-09 | Bruker Biospin Ag | Aktiv abgeschirmte, supraleitende Magnetanordnung mit einer Vorrichtung zur zusätzlichen Streufeldoptimierung |
DE10227876B4 (de) * | 2002-06-22 | 2006-11-09 | Bruker Biospin Ag | Aktiv abgeschirmte, supraleitende Magnetanordnung mit verbesserter Streufeldkompensation |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10046182C2 (de) * | 2000-09-19 | 2002-08-01 | Bruker Ag Faellanden | Magnetanordnung mit einem supraleitenden Magnetspulensystem und einer magnetischen Feldform-Vorrichtung sowie Verfahren zur Dimensionierung |
US6960914B2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-11-01 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Methods and apparatus for imaging systems |
DE10331610B3 (de) * | 2003-07-12 | 2005-03-24 | Bruker Biospin Gmbh | Verfahren zur Homogenisierung eines supraleitenden NMR-Magneten |
US6968744B1 (en) * | 2004-10-18 | 2005-11-29 | Silverbrook Research Pty Ltd | Capacitative pressure sensor with close electrodes |
US6977571B1 (en) * | 2004-11-08 | 2005-12-20 | General Electric Company | Secondary coil circuit for use with a multi-section protected superconductive magnet coil circuit |
US7098663B1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-08-29 | Timothy James Hollis | Systems, methods and apparatus of an actively shielded superconducting magnet drift compensation coil |
DE102005040374B4 (de) * | 2005-08-25 | 2008-10-02 | Bruker Biospin Ag | Supraleitende Magnetanordnung mit kontaktierbaren Widerstandselementen |
DE102005047938B4 (de) | 2005-10-06 | 2022-01-27 | Bruker Biospin Gmbh | Supraleitendes Magnetspulensystem mit Quenchschutz |
US7570141B2 (en) * | 2005-12-05 | 2009-08-04 | General Electric Company | Method of designing a shim coil to reduce field settling time |
US8384504B2 (en) * | 2006-01-06 | 2013-02-26 | Quantum Design International, Inc. | Superconducting quick switch |
US8134434B2 (en) * | 2007-01-05 | 2012-03-13 | Quantum Design, Inc. | Superconducting quick switch |
US7615998B2 (en) * | 2007-01-09 | 2009-11-10 | General Electric Company | Method and apparatus for actively controlling quench protection of a superconducting magnet |
DE102007021463B4 (de) * | 2007-05-08 | 2012-05-16 | Bruker Biospin Ag | Supraleitende Magnetanordnung mit hysteresenfreier Feldspule |
JP5410022B2 (ja) * | 2008-02-20 | 2014-02-05 | 株式会社日立メディコ | 超電導磁石装置及びそれを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
JP2011000368A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Kobe Steel Ltd | 磁場発生装置 |
DE102009029379B4 (de) * | 2009-09-11 | 2012-12-27 | Bruker Biospin Gmbh | Supraleitendes Magnetspulensystem mit Quenchschutz zur Vermeidung lokaler Stromüberhöhungen |
US9240681B2 (en) | 2012-12-27 | 2016-01-19 | General Electric Company | Superconducting coil system and methods of assembling the same |
US11307235B2 (en) | 2012-12-28 | 2022-04-19 | Illinois Tool Works Inc. | In-tool ESD events selective monitoring method and apparatus |
US9671448B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-06-06 | Illinois Tool Works Inc. | In-tool ESD events monitoring method and apparatus |
CN105513743B (zh) * | 2014-10-17 | 2019-01-01 | 通用电气公司 | 超导磁体系统及其失超保护装置 |
CN108962534B (zh) * | 2018-08-24 | 2023-06-27 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种一体化组合参数可调式超大功率换流装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3304466A (en) * | 1965-04-20 | 1967-02-14 | Gen Electric | Protective circuits for superconductive loads |
DE1276819B (de) * | 1962-04-02 | 1968-09-05 | Atomic Energy Commission | Vorrichtung zur Erzeugung eines starken Magnetfeldes mit einer supraleitenden Wicklung |
DE1464416A1 (de) * | 1962-08-27 | 1970-11-05 | Avco Corp | Supraleitende Spule |
US3668581A (en) * | 1969-12-17 | 1972-06-06 | Rca Corp | Method of energizing fully persistent, high field, high homogeneity magnets |
US5644233A (en) * | 1995-02-23 | 1997-07-01 | Elscint Ltd. | Quench protection for actively shielded magnets |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8303533A (nl) * | 1983-10-14 | 1985-05-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Kernspinresonantie apparaat. |
GB9016183D0 (en) * | 1990-07-24 | 1990-09-05 | Oxford Magnet Tech | Magnet assembly |
US6369464B1 (en) * | 1999-07-02 | 2002-04-09 | Bruker Ag | Active shielded superconducting assembly with compensation of magnetic field disturbances |
DE19940694C1 (de) * | 1999-08-27 | 2001-07-26 | Bruker Ag Faellanden | Aktiv abgeschirmte supraleitende Magnetanordnung mit Z·2·-Shim |
DE10041683C2 (de) * | 2000-08-24 | 2002-07-11 | Bruker Ag Faellanden | Supraleitende Shimvorrichtung in einer supraleitenden Magnetanordnung und Verfahren zu deren Dimensionierung |
DE10041677C2 (de) * | 2000-08-24 | 2002-07-11 | Bruker Ag Faellanden | Zusätzliche Strompfade zur Optimierung des Störverhaltens einer supraleitenden Magnetanordnung und Verfahren zu deren Dimensionierung |
-
2000
- 2000-12-05 DE DE10060284A patent/DE10060284C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-05 DE DE50109746T patent/DE50109746D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-05 EP EP01121214A patent/EP1213591B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-08 US US09/986,249 patent/US6563316B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-12-05 JP JP2001371153A patent/JP2002203713A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1276819B (de) * | 1962-04-02 | 1968-09-05 | Atomic Energy Commission | Vorrichtung zur Erzeugung eines starken Magnetfeldes mit einer supraleitenden Wicklung |
DE1464416A1 (de) * | 1962-08-27 | 1970-11-05 | Avco Corp | Supraleitende Spule |
US3304466A (en) * | 1965-04-20 | 1967-02-14 | Gen Electric | Protective circuits for superconductive loads |
US3668581A (en) * | 1969-12-17 | 1972-06-06 | Rca Corp | Method of energizing fully persistent, high field, high homogeneity magnets |
US5644233A (en) * | 1995-02-23 | 1997-07-01 | Elscint Ltd. | Quench protection for actively shielded magnets |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10227877B4 (de) * | 2002-06-22 | 2006-11-09 | Bruker Biospin Ag | Aktiv abgeschirmte, supraleitende Magnetanordnung mit einer Vorrichtung zur zusätzlichen Streufeldoptimierung |
DE10227876B4 (de) * | 2002-06-22 | 2006-11-09 | Bruker Biospin Ag | Aktiv abgeschirmte, supraleitende Magnetanordnung mit verbesserter Streufeldkompensation |
DE102004005744A1 (de) * | 2004-02-05 | 2005-08-25 | Bruker Biospin Gmbh | Driftkompensiertes supraleitendes Magnetsystem |
DE102004005744B4 (de) * | 2004-02-05 | 2007-12-20 | Bruker Biospin Gmbh | Driftkompensiertes supraleitendes Magnetsystem |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6563316B2 (en) | 2003-05-13 |
EP1213591B1 (de) | 2006-05-10 |
EP1213591A2 (de) | 2002-06-12 |
JP2002203713A (ja) | 2002-07-19 |
DE50109746D1 (de) | 2006-06-14 |
US20020101239A1 (en) | 2002-08-01 |
EP1213591A3 (de) | 2004-08-04 |
DE10060284C2 (de) | 2003-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10060284C2 (de) | Magnetanordnung mit einem aktiv abgeschirmten supraleitenden Magnetspulensytem und einem zusätzlichen Strompfad zur Streufeldunterdrückung im Quenchfall | |
EP0299325B1 (de) | Aktiv geschirmter, supraleitender Magnet eines Kernspin-Tomographen | |
EP1065512B1 (de) | Aktiv abgeschirmte supraleitende Magnetanordnung mit Feldstörungskompensation | |
DE19930404C2 (de) | Aktiv abgeschirmte supraleitende Magnetanordnung mit verbesserter Feldstörungskompensation | |
DE102009029379B4 (de) | Supraleitendes Magnetspulensystem mit Quenchschutz zur Vermeidung lokaler Stromüberhöhungen | |
DE69321082T2 (de) | Kernspinresonanzapparat mit einem supraleitenden Magneten | |
DE102005047938B4 (de) | Supraleitendes Magnetspulensystem mit Quenchschutz | |
EP0485395B1 (de) | Supraleitende homogene hochfeldmagnetspule | |
DE3532396C2 (de) | ||
DE19606699A1 (de) | Löschschutz für aktiv abgeschirmte Magneten | |
DE3900725C2 (de) | ||
DE69131708T2 (de) | Kernspinresonanzapparat mit einem supraleitenden Abschirmmagneten | |
EP1564562A1 (de) | Hybrid-Magnetanordnung | |
DE10354676B4 (de) | Magnetsystem mit flächenhafter, mehrlagiger Anordnung von Supraleiterdrähten | |
EP1182463A2 (de) | Dimensionierung zusätzlicher Strompfade zur Optimierung des Störverhaltens einer supraleitenden Magnetanordnung | |
DE10227876B4 (de) | Aktiv abgeschirmte, supraleitende Magnetanordnung mit verbesserter Streufeldkompensation | |
DE10227877B4 (de) | Aktiv abgeschirmte, supraleitende Magnetanordnung mit einer Vorrichtung zur zusätzlichen Streufeldoptimierung | |
DE10354677A1 (de) | Zusätzliche Streufeldabschirmung eines supraleitenden Magnetspulensystem | |
DE4127909A1 (de) | Supraleitende magnetvorrichtung mit magnetischer abschirmung | |
EP1182462B1 (de) | Dimensionierung einer Magnetanordnung mit einem zusätzlichen stromführenden Spulensystem | |
DE10041683A1 (de) | Dimensionierung einer supraleitenden Shimvorrichtung in einer supraleitenden Magnetanordnung | |
EP0288835B1 (de) | Magnetsystem einer Anlage zur Kernspintomographie mit supraleitenden Einzelspulen und einem Kälteschild | |
DE19851047C2 (de) | Strombegrenzungsanordnung mit Dämpfelement | |
DE10156234C1 (de) | Supraleitfähiges NMR-Magnetspulensystem mit Driftkompensation und Betriebsverfahren | |
EP0459268A2 (de) | Aktiv geschirmter Magnet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BRUKER BIOSPIN AG, FAELLANDEN, CH |
|
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |